一种矿用人员便携设备的无线程序升级方法

提出了一种适合矿用人员便携设备的无线升级程序方法。以具有n RF24L01无线芯片的信息矿灯为例,采用无线广播传输和断点续传方式在下井口实现矿用人员便携设备程序的批量无线升级,提高了升级的可靠性和现场的可操作性。现场测试结果表明:该方法在不影响设备正常使用的情况下完成程序的升级,是一种可靠性高、低维护、不影响安全生产的矿用人员便携设备程序升级的有效途径。     

矿用精确定位系统防碰撞方法研究与实现

针对精确定位系统中多个定位卡与读卡器测距时存在无线信号碰撞问题,提出了一种防碰撞方法及其实现方案,通过双信道方式和时分方式保证测距无线信号与入网及通信无线信号工作在不同信道,而且不同定位卡的测距无线信号工作在不同测距时隙,彼此相互不干扰,极大地提高了读卡器并发测距容量。解决了测距无线信号碰撞问题,提高了测距成功率和定位精度。     

基于ZigBee无线传感网络的托辊卡死故障监测系统设计

针对当前带式输送机托辊卡死故障监测布线、通信困难、故障监测定位不准确等弊端,设计了一种基于Zig Bee无线传感网络的托辊卡死故障监测系统。基于Zig Bee无线传感网络实现了对托辊轴端温度的采集以及组网传输,通过串口上传到labview设计的上位机,可以实现动态实时在线监测。经过现场测试,该系统实现了故障定位准确、自动化监测的目的。     

基于UWB技术的矿用移动式读卡器设计

UWB精确人员定位系统在煤矿已逐步推广使用,但目前却缺少与之配套的手持移动式读卡器,用以在发生矿难时对人员进行搜救及日常对定位卡的检测。设计了一种基于UWB技术和SDSTWR双边双程测距算法的矿用移动式读卡器;读卡器以ARM主控器STM32F429和UWB无线收发芯片DW1000为核心,实现了对定位卡的信息读取及精确定位。测试结果表明:移动式读卡器有效无线测距距离400 m,最大静态定位误差不大于0.3 m,最大并发识别量80张定位卡,满足煤矿的使用要求,对灾后开展科学救援及日常的系统维护具有重要的现实意义。     

露天矿无线微震监测系统建设及应用分析

我国露天矿逐步进入深部凹陷开采阶段,高陡边坡数量日益增多,滑坡事故已成为露天矿安全生产的重大安全隐患,严重威胁矿山安全生产。微震监测技术作为一种覆盖全矿的有效边坡监测预警手段已被行业广泛认可。通过岩体微破裂感知、弱信号提取、无线传输、数据处理分析等技术形成了无线微震监测方案,在某露天矿完成了无线微震监测系统建设,采用长短时窗结合AIC方法实现了波形到时自动拾取,采用台网自动优选震源定位方法实现了震源自动定位,经爆破验证,台网内震源定位误差为8.15%,台网边缘震源定位误差为8.28%,满足某露天矿危险源震源定位精度要求,实时有效地保障了矿山安全生产。     

基于UWB技术的矿井精确定位系统

提出一种基于UWB技术的矿井精确定位系统设计方案。首先分析矿井巷道的环境特点,然后研究系统组网模型和UWB精确定位算法;为了提高单基站精度定位并发容量,研究时隙资源调度算法,合理划分基站频段,从而避免UWB无线信号冲突;基站和定位卡具有UWB和ZigBee多射频技术,UWB技术用于TOF测距,ZigBee技术用于扫描网络和申请测距时隙资源。测试结果表明:定位精度≤±0.3 m,单基站精确定位并发容量可达200,定位距离可达400 m。     

煤矿现场人员二维精确定位方法

针对煤矿现场TOF二维精确定位定位速度慢的问题，提出了一种TOF结合TDOA的二维定位方法以满足煤矿现场快速定位的需求。定位前将1个主基站和3个从基站进行分组负责1块区域二维定位，标识卡在区域时只需通过1次DS-TWR测距就能够测量出4个基站与标识卡距离，在进行DS-TWR测距同时就能利用时间戳实现UWB无线时钟同步，任选3个基站与标识卡测距距离即可实现二维定位，通过随机组合可得到4组二维坐标数据，将4组数据进行卡尔曼滤波可得到更精准二维坐标数据。煤矿现场TOF结合TDOA二维精确定位方法具有定位速度快、定位精度高、定位流程简便等优点。     

基于压缩感知的矿井无线传感器网络目标定位

针对无线传感器网络定位技术在煤矿井下目标定位存在定位精度低、参考节点多、节点功耗大等问题,提出一种基于压缩感知算法的矿井无线传感器网络目标定位方法。该方法根据矿井目标定位需求和无线传感器网络特点设计了离线阶段和在线监测阶段的目标定位方案。离线阶段构建稀疏矩阵指纹库,在线监测阶段构建观测矩阵和测量值向量,并结合指纹库重构目标节点位置信号,实现矿井目标精确定位。通过仿真实验将压缩感知算法定位与两种传统算法定位进行比较,结果表明,本文算法定位精度较高,可控制在0.8 m以内,满足定位需求。     

基于射频技术的井矿智能标识卡的设计

智能标识卡在矿井人员定位系统中具有重要应用。由人员携带的智能标识卡可与固定基站进行无线通信,从而实现对井下人员和设备实时监控和管理。设计了一种基于MCU和nRF905无线射频芯片的智能标识卡。首先给出了标识卡的设计方案和设备选型,然后设计了系统功能,并详细地讲述了功能的实现过程。实践表明该标识卡具有抗干扰能力强、存储容量大、以及可避免信息碰撞等优点。     

基于TOF技术的煤矿井下精确定位系统设计与实现

针对煤矿井下精确实时定位的需求,提出了一种基于TOF技术煤矿井下精确定位系统的设计与实现方案,通过分析矿井巷道的一维线性空间特点,采用主、辅读卡器实现精确定位和方向判断,并采用时分方式解决无线信号冲突问题,极大地提高了系统容量和定位精度。测试结果表明该系统定位精确达到了5 m以内,能够实时提供井下人员或设备的准确位置及活动轨迹。     

矿用精确定位智能终端设计

针对精确定位系统现场安装存在定位盲区导致定位精度降低,读卡器及识别卡现场维护更新程序拆装机麻烦,灾难事故现场无法快速建立无线搜救链路等问题,设计了一种手持精确定位智能终端,该终端具有智能检测无线信号强度、智能充电管理、智能互联互通快速组网等优点,可以有效辅助煤矿安全生产建设,对节约维护时间及避免煤矿安全事故的发生具有重大意义。     

多定位技术协议融合定位系统设计

针对煤矿井下定位多依赖于RFID定位技术,精确定位升级成本高等问题,提出设计多定位技术协议融合定位系统。该系统在兼容区域定位的同时,可以实现Zigbee技术、UWB技术定位设备的接入,在缩减精确定位升级成本的同时,实现煤矿人员定位技术升级,推进RFID区域定位与ZigBee、UWB精确定位技术融合发展,进一步提高井下定位系统的定位精度,构建高可靠、全覆盖的信息快速交互网络;提出一种多接口通讯方法,对各种模式和接口的设备进行协议解析、融合,可实现3种定位方式进行数据交互的定位系统,满足井下不同区域、差异化应用场景的应用需求。     

基于无线传感器网络的煤层自燃火源定位监测

为了实现采空区自燃火源定位监测,基于无线传感器网络(WSN)技术,提出一种煤炭自燃预测预报监测系统的总体设计,在该系统中无线传感器按照一定的网络的拓扑控制机制和火源定位机制,高精度在线实时测量煤炭自燃隐患区点及其附近的温度等自燃特征参数以实现煤层自燃火源定位.对比试验表明,该系统控制方便、工作稳定,能实现可靠的无线数据传输,而且可以较准确地判定煤层自燃隐患发展程度及其范围,对安全防治煤层自燃有很好的指导作用.     

基于Solidworks的煤矿精确人员定位标识卡结构

针对目前煤矿井下人员定位标识卡防水性能差,易损坏等问题,阐述了标识卡的结构设计,材料选择,超声波焊接等技术,提出了一种新型矿用精确人员定位标识卡的结构。采用了有限元技术,在设计阶段模拟标识卡受力情况。现场试验表明,该标识卡防水防尘等级能达到IP65以上,定位精度可达到±5 m。     

基于信号强度的无线定位算法研究

提出了一种基于信号强度的适用于直廊环境的无线定位算法,详细介绍了定位算法的原理和流程,并对该算法进行了测试分析,并简要介绍了基于CC1100射频芯片的定位系统实现。     

基于无线局域网的矿山井下定位技术研究

矿山井下的无线人员和机车定位对于提高矿山的生产效率,增强矿山安全生产水平具有重要的意义.在无线局域网(WLAN)系统架构下,基于接入点(AP)接收信号强度信息(RSSI),利用经验和估值相结合的算法实现了矿山井下的无线定位.通过试验证明,该方法可实现定位精度在9 m以内,充分满足了矿山井下无线定位需求,克服了当前无线射频识别(RFID)技术仅能实现井下巡检功能的不足.     

基于WSN的线性环境目标定位系统的研究

针对现有的无线传感器网络目标定位算法较难适用于近似线性环境的煤矿巷道,提出了一种基于线性环境的目标定位算法的无线传感器网络目标定位系统。该目标定位算法需要很少的无线传感器节点即可对目标的位置进行定位,该算法具有定位误差小、计算复杂度低的特点,应用在煤矿巷道人员定位跟踪系统中具有无可比拟的优越性。     

基于UWB的矿井机车测速系统

提出了1种基于UWB的矿井机车测速系统设计方案。介绍了系统的总体架构,针对矿井一维线性空间,读卡器采用基于TOA测量方法的双射频模块设计,同时设置测距模块与监听模块以实现对机车的精确定位和方向识别,单次测距时间短,分析了基于无线定位的机车测速原理,详细介绍了读卡器和车载卡的硬件、软件设计,试验结果表明机车测速误差控制在2%以内,满足现场测速应用。     

基于ZigBee无线传感网络的矿井机车定位系统的研究

为了实现无线传感器网络自身定位的低成本和高精度,本文研究和分析了一种改进的DV-Hop定位算法,提出了一种将其与抗差最小二乘法相结合的新节点定位算法,并结合煤矿监测系统的应用前景,设计了一种基于ZigBee的无线传感器网络节点定位的煤矿井下机车监控系统。此系统将更加便于矿井机车的生产管理,提高安全性。     

煤矿井下人员位置监测技术与系统

煤矿井下人员位置监测系统是煤矿井下安全避险"六大系统"之一。研究了煤矿井下人员位置监测系统在遏制超定员生产、事故应急救援、领导下井带班管理、特种作业人员管理、防止人员进入危险区域、及时发现未按时升井人员、持证上岗管理、井下作业人员考勤等方面的作用。提出了系统主要技术要求和测试方法:识别卡与分站之间的无线传输距离不小于10 m;识别卡位移速度不得小于5 m/s;识别卡并发数量不得小于80个;系统漏读率不得大于10-4;识别卡数量应不小于8 000个等。提出了系统装备要求:①各个人员出入井口、重点区域出/入口、限制区域等地点应设置分站,并能满足监测携卡人员出/入井、出/入重点区域、出/入限制区域的要求;②巷道分支处应设置分站,并能满足监测携卡人员出/入方向的要求;③下井人员应携带识别卡;④性能完好的识别卡总数,至少比经常下井人员的总数多10%;⑤矿调度室应设置显示设备,显示井下人员位置等;⑥各个人员出入井口应设置检测识别卡工作是否正常和唯一性检测的装置,并提示携卡人员本人及有关人员。